加拉帕戈斯群岛的能源“进化”

加拉帕戈斯群岛正面临复杂的环境问题。这个教科文组织（UNESCO）的世界自然遗产正受到威胁。西门子受厄瓜多尔政府委托解决这一问题。公司开发了一种使用可再生燃料的混合发电系统。它将在未来几十年间为清洁能源的生产及利用提供一个可能的模型。 

提到加拉帕戈斯群岛，想必大家都不陌生。“加拉帕戈斯”在古西班牙语中是“龟”的意思。这个名字来源于岛上体型巨大的陆龟。除了陆龟，群岛上还有许多别处罕见的动物。1835年，26岁的查尔斯·达尔文在环球航行途中停靠在这里并进行了一个多月的考察和研究。达尔文发现，这里的动植物为适应自然环境而发生了变化。这为他“适者生存”的观点提供了有力的证据，也促使他提出的生物进化论。因此，这里又被称为“活的生物进化博物馆”。后来，人们为了纪念达尔文，还在岛上建起了达尔文的半身铜像和生物考察站。 

现在，随着人类文明的不断发展，加拉帕戈斯群岛正面临环境问题的威胁。伊莎贝拉岛是群岛二十多个岛屿中大的一个。每年，各地数以万计的游客会从这里出发，乘船游览加拉帕戈斯群岛，探寻岛上奇妙的野生动物。现在，相关人员正在探讨应如何替换伊莎贝拉岛上高度污染的电力系统。这是因为每到十月，伊莎贝拉岛及其上宾馆、饭店和2500名常驻居民都会由一家柴油发电厂提供所需能源，而这家发电厂排放了大量的废气和噪音。

但是，污染并非教科文组织（UNESCO）担心的问题。发电厂使用的柴油燃料通常由船从600英里外的陆地运输而来，而这可能会产生一定的风险。近年来，在将燃料从船运送到发电厂的过程中出现了两次较大的燃料泄露，污染了伊莎贝拉岛的海岸线并对其脆弱的生态系统造成了威胁。因此，UNESCO提醒厄瓜多尔，让其必须找到一个更清洁的电力能源解决方案，否则加拉帕戈斯群岛可能会失去它的“世界遗产”之称。 

在德国政府的主要支持下，厄瓜多尔邀请工程公司参与竞标，请它们设计一套可靠、环保且清洁的使用可再生燃料的系统。但是，在这样一座偏远的岛屿上建设和维护这样一个系统会面临艰巨的技术与后勤方面的挑战。后，西门子是一家参与竞标的企业。它给出的建议是：建设一座“混合”电厂，将太阳能发电和生物燃料动力组件结合起来。这种动力组件使用一种鲜为人知的坚果作为主要能量来源。 

世界遗产的保护需要借助清洁能源。西门子提出了一种混合发电解决方案来保护加拉帕戈斯群岛上奇妙的野生动物。 

一座小电厂的重大意义

西门子提议建造一座大容量仅为1.8兆瓦的电厂。它的发电功率与西门子通常建造电厂的功率相比实在很小。例如，2018年，西门子在投运的发电厂中有三座位于埃及，它们一共能够产生14400兆瓦的电力。但是，西门子加拉帕戈斯电力项目经理Sajjad Khan表示，对西门子而言，规模并不是公司参与竞标的决定性因素。真正让西门子决定参与项目的是这个项目在后勤方面的挑战以及为后代保存这个*生态系统的重要意义。此外，项目也能证明混合系统这项突破性技术可以纳入公司对可持续发展的承诺。 

“我们之所以决定投资这项技术，是因为我们相信它背后的理念。加拉帕戈斯群岛项目是一个100%的可再生能源项目。”Sajjad Khan表示，“它将间歇性的太阳能与另一种可再生能源相结合。这个项目是一个展示这项技术的机会，同时也可以作为未来其它项目的试点。” 

混合系统的可再生能源相关技术包括三个主要组成部分：一个包含大约3024块光伏面板的功率为952千瓦的太阳能“农场”；由五套功率为325千瓦的发电机组组成的总功率为1625千瓦的生物柴油发电系统；一个在需要时可以立即为系统增加660千瓦功率电力的电池储能元件。将这三个部分连接在一起的则是由西门子提供的*控制系统。它部署在伊莎贝拉岛上，包括用于管理输入和输出电池能量的软件及一些其他功能。 

图为伊莎贝拉群岛上正在建设中的混合发电厂。截至2018年10月，电厂已经投入运行。 

一种新的生物燃料

在电厂正式投产前，这套系统不仅在厄瓜多尔的多个试点项目中进行了大量测试，也在德国完成了一次模拟。2018年10月以来，该系统已在加拉帕戈斯项目中全面运作。在项目中，对重达600吨的机械和建筑材料进行安装是一项繁重的任务。这是因为在伊莎贝拉岛上没有可供船只停靠的码头或防波堤。 

新的混合发电厂已经对岛上的环境带来了巨大的益处。由于它无需像过去的旧厂一样每月燃烧33000升柴油，在10月，这座新发电厂不仅将二氧化碳排放量减少了88吨，还省去了一次燃料运输。此外，新厂的噪音要小得多。它的噪音相比旧厂平均减少30分贝。旧厂和新厂之间的区别就好像电锯声和窃窃私语之间的区别。同时，电厂也具有很高的可靠性，能够以99%的发电容量运行。 

项目中生物柴油部分的一项创新是它使用了麻疯树果作为燃料来源。这种坚果生长在包括厄瓜多尔在内的几个南美国家的热带地区。它的40%是油。这些油可以被加工成高质量的生物柴油。但是，在加拉帕戈斯项目之前，相比其他燃料来源，这种来自坚果的燃料还相对缺乏测试。因此，在得到终批准之前，超过5000升的燃料被送往德国进行测试。去年，整个系统在汉堡附近的一个模拟项目中进行了为期六周的试验。 

这种新型混合电厂具有一定的特殊性。作为整个岛能源来源，系统需要具有非常高的可靠性。调试进行得很顺利。同时，由于在开发解决方案的阶段就完成了大量的研发工作及长期、深入的测试，西门子能够确保混合发电厂的性能达到预期。此外，相关人员还从美国得克萨斯州的*以及德国的慕尼黑对电厂进行远程监控，这让本地运营人员可以受益于西门子在发电领域的全部专业知识。 

混合发电系统可以成为许多面临与加拉帕戈斯群岛类似的环境和燃料供应挑战的岛屿的“解题钥匙”。 

在厄瓜多尔马纳比省的沿岸地区已建立了一家由当地合作伙伴供职的麻疯树果加工厂，为新的伊莎贝拉发电厂提供生物燃料。与化石燃料不同的是，这种生物燃料如果在运输过程中发生泄露，它的降解速度会相对较快。 

现在，光伏系统在白天产生的电量已经超过了伊莎贝拉岛目前的电力需求。多余的太阳能将储存在电池系统中，不仅能让发电机组*关闭同时确保白天的稳定供电，还可以在阴天时给生物柴油动力单元留出用于启动的时间。 

一个小型混合发电系统模型

西门子认为，伊莎贝拉岛混合电力系统的成功运营将成为打开未来业务机会的钥匙。加拉帕戈斯群岛的其它岛屿终也可能会安装这套系统。同时，由于伊莎贝拉岛的电力需求正在以每年5%到10%的速度增长，它可能很快就会对这座新的电厂进行扩建。 

在厄瓜多尔之外，加勒比和太平洋岛屿等地的市场也潜力巨大。这些岛屿面临着与加拉帕戈斯群岛类似的环境与燃料供应挑战。而对于相对独立的丛林城市或大规模的采矿项目，或任何使用高污染柴油作为发电主要燃料的地方，情况也是如此。